Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы гуманитаризации математического образования будущих инженеров средствами задачного подхода 18
1.1. Концепция гуманитаризации естественнонаучного образования в современной образовательной парадигме 18
1.2. Гуманитарно ориентированные математические задачи в процессе развития творческой активности студентов 39
1.2.1. Задача как средство развития творческой активности студентов 39
1.2.2. Классификация гуманитарно ориентированных математических задач 60
1.3. Творческая активность студентов как центральный компонент гуманитарного потенциала и модель ее развития 79
1.3.1. Творческая активность студентов и возможности ее развития заданными средствами 79
1.3.2. Модель формирования творческой активности студентов в процессе обучения с использованием гуманитарно ориентированных математических задач 95
Выводы по первой главе 110
Глава 2. Результаты опытно-экспериментальной работы по развитию творческой активности студентов технического вуза на основе гуманитарно ориентированных математических задач 113
2.1 Определение уровня творческой активности студентов в процессе решения гуманитарно ориентированных математических задач 113
2.2. Организационно-педагогические условия применения гуманитарно ориентированных математических задач в процессе развития творческой активности студентов технического вуза 135
2.3. Организация формирующего эксперимента и его результаты 147
Выводы по второй главе 155
Заключение 157
Литература 161
Приложения 186
- Гуманитарно ориентированные математические задачи в процессе развития творческой активности студентов
- Творческая активность студентов как центральный компонент гуманитарного потенциала и модель ее развития
- Организационно-педагогические условия применения гуманитарно ориентированных математических задач в процессе развития творческой активности студентов технического вуза
- Организация формирующего эксперимента и его результаты
Введение к работе
Актуальность исследования. В условиях экономических реформ, происходящих в России, необходимости развития промышленности на новом техническом уровне, интеграции российской экономики в мировую систему, вопрос о качестве образования, в том числе инженерного, становится чрезвычайно важным, так как происходит переоценка роли инженера в современном обществе. Новым этапом в реализации современного подхода к инженерному образованию является введение государственных образовательных стандартов, в которых сформулированы требования к подготовке инженера, значительно увеличена экономическая и гуманитарная составляющие образования, определены новые направления инженерного дела, введена многоуровневая система образования, расширена область информационных технологий. Это обстоятельство вызывает необходимость пересмотра целей, содержания и технологий профессионального обучения, а, в конечном счете, самих представлений о квалифицированном инженере. Интенсивное изменение социально-экономических условий современной России, как отмечают Г А. Месяц и Ю.П. Похолков в работе «Российское инженерное образование: проблемы и пути трансформации», предъявляет повышенные требования к качеству фундаментальной профессиональной подготовки инженеров.
В реформировании отечественного профессионального образования определились следующие основные идеи: первая, вытекающая из общей концепции гуманизации образования, - гуманитаризация профессионального образования; вторая, вытекающая из потребностей общества, - демократизация профессионального образования; третья, вытекающая из потребностей развивающегося производства, - опережающее образование; четвертая, вытекающая из рефлексии категории образования, - непрерывное образование. Эти идеи становятся целями профессионального образования и требуют переосмысления многих позиций во всем образовательном процессе - в содержании, формах, методах и средствах профессионального обучения и воспитания студентов, в частности, обучения общеобразовательным дисциплинам.
Фундаментальной составляющей инженерного образования всегда была математическая подготовка, качество которой постоянно являлось предметом пристального внимания, гуманитарная же составляющая начала осознаваться лишь недавно. Проблема несовершенства математической подготовки инженеров существует и обсуждается довольно давно (В.П. Блехман, Л.Д. Кудрявцев, А.Д. Мышкинс и др.), каждый раз при возвращении к ней рассматривается лишь часть противоречий и недостатков, кажущаяся актуальной в этот период. Скорее всего, это связано с попытками решить проблемы математического образования на интуитивном уровне, меняя методы и содержание обучения, но, не изменяя подходы, то есть, находясь внутри системы.
Проблемой повышения качества математического образования, в частности, его теоретическими и практическими аспектами, занимались В.П. Блехман, В.П. Беспалько, В.В. Давыдов, Л.Д. Кудрявцев И.Я. Лернер, А.Д. Мышкинс, А.А. Столяр, Т.И. Шамова и другие. Отдельные компоненты гуманитарного потенциала математики рассматривались в работах А.Д. Александрова, А.Л. Вер-
нера, А.В. Гладкова, Г.Д. Глейзера, В.А. Гусева, Г.В. Дорофеева, А.В. Дорофеевой, Т.А. Ивановой, Г.В. Лаврентьева, А.Г. Мордковича, Т.С. Поляковой, Г. И. Саранцева, А.А. Столяра, Н.А. Терешина. Одни авторы сводят гуманитаризацию к развитию логического мышления посредством математики, другие предлагают усилить в содержании прикладные аспекты математики.
Проблема гуманитаризации математического образования не сводится только к механическому введению в содержание курса информации, отражающей гуманитарный аспект предмета. В наше время развитие математики сопровождается расширением ее приложений. Математическое моделирование с помощью современной вычислительной техники - мощный метод исследования в области биологии, медицины, экономики, социологии. Одним из основных условий гуманитаризации математического образования является соответствующая ориентация профессиональной подготовки будущих инженеров. Весьма перспективным является введение гуманитарного компонента через систему учебных задач соответствующего содержания для развития творческой активности студентов. В работе представлена классификация гуманитарно ориентированных математических задач (ГОМЗ), которые нацелены на развитие творческой активности.
Правильно подобранную и реализованную систему задач можно рассматривать как учебную ситуацию, в ходе которой актуализируются такие личностные гуманитарные качества студентов, как готовность действовать с учетом позиции другого, брать на себя инициативу в решении проблемы и нести ответственность за это решение; способность добывать с помощью вопросов необходимую информацию, переводить конфликтную ситуацию в диалог путем анализа ее причин и выработки общего взгляда; понимать относительность и субъективность любой точки зрения; уметь прислушаться к чужому мнению, чувствовать эмоциональный настрой собеседника и использовать его в процессе общения; стремиться осознать и скорректировать свои интересы и взгляды, учитывать свои психологические особенности. Однако сегодня можно констатировать факт значительного разрыва между знаниями о функциональных возможностях науки и техники и пониманием человеческой сущности, целей и смысла индивидуального существования и развития человека и его личностного мира. Педагоги высшей школы справедливо утверждают, что современное образование должно быть ориентировано на формирование личности, адекватной содержанию профессиональной деятельности. Реализовать такое профессиональное образование можно только при широком внедрении в практику новой лич-ностно ориентированной парадигмы образования. И.С. Якиманская подчеркивает, что организация личностно-ориентированного обучения требует новых технологий, «цель которых (на всех этапах обучения) является не накопление знаний и умений, а постоянное обогащение опыта творчества, формирование механизма самоорганизации и самореализации личности каждого ученика». Главной отличительной чертой личностно-ориентированных технологий обучения является интеграция обучения, воспитания и развития с целью развития творческой личности в профессионально - педагогических ситуациях при субъект - субъектном взаимодействии обучаемых и педагогов.
Таким образом, актуальность исследования обусловлена, с одной стороны, новыми требованиями общества и профессиональных корпораций к личности инженера, обладающего высокой творческой активностью в трудовой деятельности, а с другой - недостаточной разработанностью целостного подхода к достижению нового качества профессиональной подготовки инженера, в структуре которой должна быть представлена культура творческой деятельности, умение задумываться над своими решениями, адекватно и грамотно применять полученную математическую подготовку. Анализ литературы и собственный опыт позволяет нам утверждать, что существует неразрешенное противоречие, служащее источником образовательных инноваций: между объективной общественной потребностью в специалистах новой формации, осуществляющих свою профессиональную деятельность на основе новых социокультурных отношений, и традиционной приверженностью вузов к репродуктивно-контролирующим формам обучения, не обеспечивающим мотивацию творческой, познавательной и профессиональной деятельности студентов.
Если современная образовательная практика уже активно вступила в фазу личностной ориентации педагогических систем, то профессиональная подготовка инженеров по-прежнему ориентирована на традиционную знаниевую парадигму.
С учетом обозначенных нами противоречий сформулирована проблема исследования: определить организационные и педагогические возможности гуманитарно ориентированных математических задач, позволяющих преодолеть указанные противоречия и обеспечить развитие творческой активности в составе профессиональной и социальной компетентности будущего инженера. Проблема исследования определила выбор темы: «Гуманитарно ориентированные математические задачи в процессе развития творческой активности студентов в техническом вузе»
Целью исследования является разработка, теоретическое обоснование и практическое апробирование комплекса гуманитарно ориентированных математических задач как средства развития творческой активности студентов технического вуза.
Объект исследования - профессиональная подготовка инженера во втузе в контексте новой парадигмы ее развития.
Предмет исследования - комплекс гуманитарно ориентированных математических задач в процессе развития творческой активности студентов в техническом вузе.
Гипотеза исследования - гуманитаризация математического образования и развитие творческой активности студентов средствами задачного подхода во втузе будут осуществляться успешно, если:
гуманитарное образование рассматривать как процесс, направленный на развитие гуманитарного потенциала изучаемой области знаний, причем творческая активность студентов является центральным компонентом гуманитарного математического потенциала студентов;
творческую активность студентов развивать средствами задачного подхода на основе разработанной модели развития творческой активности студентов;
реализация модели осуществляется не простым набором задач, а системой ГОМЗ, включающей в себя предметно-ориентированные задачи; практико-ориентированные задачи; задачи с историко-научным содержанием; поисково-ориентированные задачи; эвристические задачи; задачи ТРИЗ; научно-поисковые задачи; рефлексивные задачи;
разработать организационно-педагогические условия создания гуманитарно ориентированных ситуаций в процессе решения ГОМЗ, обеспечивающие успешность развития ТАС и самореализацию студентов в будущей профессиональной деятельности;
подготовить операционные модули по курсу высшей математики в тех
нических вузах, включающие систему ГОМЗ.
С целью проверки выдвинутой гипотезы были поставлены следующие задачи исследования:
обосновать творческую активность как центральный компонент гуманитарного математического потенциала студентов;
построить модель гуманитарного развития ТАС средствами ГОМЗ, включая их целевое, содержательное и методическое обеспечение;
отобрать из различных источников и классифицировать задачи с гуманитарным содержанием, представить их в виде системы в операциональных модулях по курсу высшей математики технических вузов;
определить совокупность педагогических условий, обеспечивающих эффективность развития ТАС;
апробировать содержательное и методическое обеспечение задачного подхода, способствующего реализации гуманитарных аспектов курса высшей математики технических вузов.
Методологическую основу исследования составили положения гуманистической философии и психологии (К.А. Альбуханова-Славская, А.Маслоу, К.Роджерс и др); идеи целостного, системного подхода к рассмотрению педагогического процесса (В.В. Краевский,И.Я. Лернер и др.); идеи гуманитаризации образования ( В.И. Данильчук, А.А. Касьян, Г.В. Лаврентьев, Г.И. Саранцев, В.М. Симонов и др.); теории личностно ориентированного обучения (Н.А. Алексеев, Е.Н. Бондаревская, В.В. Сериков, А.П. Тряпицина, И.С. Якиманская); ведущие идеи теории задач (Г.А. Балл, Г.С. Костюк, Л.М. Фридман, А.Ф. Эсау-лов и др.); работы, в которых раскрыты возможности математического образования для развития личности (В.А. Гусев, Г.Л. Луканкин, В.М. Монахов, А.Г. Мордкович, В.В. Афанасьев, Е.И. Смирнов и др.).
Теоретической основой данного исследования послужили положения педагогики и психологии о закономерностях формирования потребностей, интересов, мотивов, целей, установок, ценностных ориентации (В.В. Водзинская, И.С. Кон, Д.Н. Узнадзе и др.); о роли профессионально направленного общения и активной деятельности (А.А. Бодалев, А.А. Леонтьев, А.В. Мудрик и др.); развития творческого опыта обучаемых (И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, И.С. Якиманская и др.); о закономерностях формирования личности специалиста,
его профессиональной культуры, мастерства (Ю.Н. Кулюткин, Н.Б. Лаврентьева, В.В. Сериков, O.K. Филатов, Д.В. Чернилевский, В.Д. Шадриков и др.). Для решения поставленных задач исследования использованы методы:
теоретические: - анализ философской, социологической, психолого-педагогической литературы, системно-структурный анализ учебных планов и программ, учебников и учебных пособий, анализ и обобщение передового педагогического опыта, методы психолого-педагогического стимулирования познавательной творческой активности студентов, математические методы обработки наблюдений;
диагностические: - анкетирование, беседы, тестирование, оценивание-рейтинг, анализ аргументаций выбора решения в альтернативных ситуациях;
педагогический эксперимент - констатирующий, формирующий, контрольный.
Опытно-экспериментальная база и этапы исследования.
Опытно-экспериментальное исследование проводилось на базе Рубцовского индустриального института Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова. Эмпирическую базу исследования составили 176 студентов аграрно-технического факультета, в экспериментальной работе участвовало 48 студентов групп АиАХ-01д и АиАХ-02д.
Первый этап (1998-2000 гг.) - поисково-теоретический - осуществлялось изучение психолого-педагогической, методической литературы по проблеме исследования; производились постановка цели и определение задач исследования, разрабатывалась гипотеза исследования, осуществлялся подбор и конструирование материалов для проведения констатирующего эксперимента, устанавливался исходный уровень сформированное ТАС, разрабатывались методики проведения формирующего эксперимента.
Второй этап (2000-2002 гг.) - проектировочно-формирующий - разработана система гуманитарно ориентированных математических задач для развития ТАС, уточнена гипотеза исследования, проведен формирующий эксперимент, внедрена разработанная модель развития творческой активности студентов.
Третий этап (2002-2003гг.) - аналитический - обработка полученной информации, анализ, обобщение и систематизация результатов опытно-экспериментальной работы, подготовка выводов и рекомендаций по проблеме исследования, оформление результатов в виде кандидатской диссертации.
Наиболее существенные результаты, полученные лично соискателем, их научная новизна и теоретическая значение.
Научная новизна исследования состоит в том, что в нем решается проблема повышения творческой активности студентов на основе гуманитарно ориентированных математических задач.
Теоретическая значимость работы состоит в том, что:
творческая активность студентов рассматривается как основа гуманитарного математического потенциала студента технического вуза;
разработан комплекс гуманитарно ориентированных математических задач как средство развития творческой активности студентов;
разработана модель формирования ТАС средствами гуманитарно ориентированной системы математических задач;
разработана совокупность психолого-педагогических условий, способствующих эффективности развития ТАС в процессе решения гуманитарно ориентированных математических задач.
Данная работа вносит вклад в теорию развития ТАС, расширяет представление о возможностях ГОМЗ как дидактического средства, направленного на формирование гуманитарного математического потенциала студента.
Практическая значимость:
содержащиеся в исследовании теоретические положения и выводы обеспечивают значительное повышение ТАС;
выявленный потенциал ГОМЗ позволяет создать условия, стимулирующее гуманитарное развитие студентов;
разработано методическое обеспечение, реализующее гуманитарную направленность курса высшей математики технического вуза средствами задач-ного подхода, включающего а) модуль гуманитарно ориентированных математических задач; б) рекомендации по их применению в учебном процессе.
Достоверность результатов исследования обеспечивается обоснованностью исходных теоретико-методологических позиций в области философии, психологии и математики, опорой на фундаментальные положения методики обучения математике; широким набором средств и методов исследования, адекватных поставленным цели и задачам; результатами статистической обработки данных эксперимента; успешной апробацией результатов; экспертной оценкой результатов обучения преподавателями общепрофессиональных и специальных дисциплин.
Апробация результатов исследования. Основное содержание диссертации обсуждалось на Всероссийской научно-методической конференции «Совершение качества подготовки специалистов» (г. Красноярск, 2002г.), на региональной научно-методической межвузовской конференции «Проблемы совершенствования учебно-воспитательного процесса и качества образования» (г. Барнаул, 2002г.), на региональной научно-практической конференции (школа -вуз) «Инновации в системе непрерывного образования» (г. Барнаул, 2002г.), на краевых конференциях по математике (2001г., 2002г., 2003г.), на городских научно-практических конференциях (2002г., 2003г.), на заседаниях кафедр высшей математики и социальной философии Рубцовского индустриального института АлтГТУ (2002г., 2003г.), педагогики и психологии высшей школы и образовательных технологий АГУ (2003г) и др.
Результаты исследования внедрялись в практику работы со студентами аграрно-технологического факультета РИИ АлтГТУ; путем публикаций; сообщений на заседании кафедры высшей математики, конференциях, семинарах, встречах с преподавателями вузов. Всего автором опубликовано по проблеме исследования 11 работ.
На зашиту выносятся следующие положения:
1. Сущность и трактовка понятия «гуманитаризация математического образования» средствами задачного подхода. Гуманитаризация образования
рассматривается как процесс, направленный на усвоение гуманитарного потенциала изучаемой области знаний, центральным элементом которого является творческая активность. Математические знания в рамках гуманитарного подхода приобретают новый, культурно-созидающий смысл, оцениваются по экологическим, социальным и общечеловеческим критериям, а студент осознает себя субъектом собственной творческой деятельности и активно познает ее смысл. При таком подходе гуманитаризация инженерного математического образования служит целью и средством развития творческой, духовно развитой личности специалиста, ориентированного на общечеловеческие ценности.
Средством проектирования процесса гуманитарного развития будущего инженера и его творческой активности при изучении математики выступает модель гуманитарного развития личности, содержащая не набор отдельных задач, а целостную систему гуманитарно ориентированных задач, направленных на развитие творческой активности обучаемых. Объективные ценности математического знания становятся для студента личностно значимыми, если поисковая учебно-познавательная деятельность позволяет ему быть субъектом, соучастником этой деятельности. Реализация модели осуществляется средствами задачного подхода, включающего принципы, цели, содержание, средства, формы и методы, ориентированные на развитие творческой активности студентов.
Комплекс ГОМЗ включает: предметно-ориентированные; практико-ориентированные задачи; задачи с историко-научным содержанием; поисково-ориентированные задачи; эвристические задачи; задачи ТРИЗ; научно-поисковые задачи; рефлексивные задачи. Гуманитарный потенциал этих задач представлен их способностью к развитию познавательного интереса, познавательного мотива студентов и их творческого роста. Интегративным проявлением гуманитарного развития студента мы считаем творческую активность и ценностно-смысловое отношение к процессу познания.
Совокупность психолого-педагогических способов создания гуманитарно ориентированных ситуаций, соответствующих педагогическим условиям в процессе решения указанных задач:
профессиональная направленность;
проблемносте;
овладение разными способами учения, умениями и навыками оформления продукта умственного труда;
педагогическая фасилитация;
достижение целей обучения на основе мотивации достижений и аффилиации.
5. Программа операционного модуля по курсу интегрального исчис
ления и методические рекомендации по использованию ГОМЗ в учебном про
цессе.
Структура диссертации определяется логикой исследования и поставленными задачами. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.
Во введении обоснована актуальность исследования, определены его методологическая и теоретическая основы, указана цель и задачи, сформулирова-
на гипотеза, определены объект, предмет и методы исследования, указана база исследования, его научная новизна, практическая значимость; приведены сведения об апробации, достоверности исследования в практику.
В первой главе «Теоретические основы гуманитаризации математической подготовки будущих инженеров средствами задачного подхода» представлены результаты анализа исследуемой проблемы в философской, психолого-педагогической и научной литературе; рассмотрены и проанализированы теоретические положения по рассматриваемой проблеме, разработана система гуманитарно ориентированных математических задач, включающей в себя предметно-ориентированные задачи; практико-ориентированные задачи; задачи с историко-научным содержанием; поисково-ориентированные задачи; эвристические задачи; задачи ТРИЗ; научно-поисковые задачи; рефлексивные задачи; раскрыта сущность ТАС, ее значение в гуманитарном развитии личности, построена модель развития ТАС.
Во второй главе «Опытно-экспериментальная работа по реализации гуманитарной направленности курса «Высшая математика» средствами задачного подхода» обосновывается содержание и формы работы по организации и проведению эксперимента исследования, определяются уровни познавательного интереса, мотива студентов и их взаимосвязь с развитием творческой активности, определены организационно-педагогические условия и способы создания гуманитарно ориентированных ситуаций в процессе решения ГОМЗ, проведен анализ опытно-экспериментальной работы и показана динамика развития ТАС в процессе решения ГОМЗ.
В заключении обобщены результаты исследования; изложены его основные выводы, подтверждающие гипотезу исследования.
В приложении содержатся материалы опытно-экспериментальной работы: метод предельных смыслов, метод ценностных ориентации, тест для опроса на выявление степени осознанности личностной значимости познания, метод «Тройные сравнения», метод «Творческие характеристики», необходимые для определения уровня сформированное познавательного интереса и познавательного мотива.
Гуманитарно ориентированные математические задачи в процессе развития творческой активности студентов
Отечественной школой накоплен богатый опыт в совершенствовании методики обучения учащихся решению математических задач, в обучении математике через задачи. Еще в конце XIX века СИ. Шохор-Троцкий пропагандировал методу целесообразных задач. Большой вклад в решение многих вопросов, связанных с этой проблемой, внесли российские математики и педагоги A.M. Абрамов, Г.Д. Балк, Г.П. Бевз, Н.М. Бескин, В.Г. Болтянский, Н.Б. Васильев, Н.Я. Виленкин, М.Б. Волович, Б.В. Гнеденко, И.Я. Груденов, Г.В. Дорофеев, О.А. Иванов, Е.С. Канин, А.Н. Колмогоров, Ю.М. Колягин, Л.Д. Кудрявцев, Л.М. Ловопок, А.И. Маркушевич, Н.В. Метельский, А.Г. Мордкович, Ф.Ф. Нагибин, И.С. Петраков, Н.Х. Розов, А.П. Савин, Г.И. Саранцев, Е.Е. Семенов, З.А. Скопец, А.А. Столяр, В.М. Тихомиров, Л.М. Фридман, А.Я. Хинчин, Р.С. Черкасов, И.Ф. Шарыгин, П.М. Эрдниев, И.М. Яглом, А.С. Ярский. Из зарубежных математиков и педагогов большой интерес к различным аспектам психологии решения задач проявляли Ж. Адамар, А. Пуанкаре, А. Реньи, Г. Шлейнгауз, А. Крыговская, У. Сойер, А. Фуше. Крупнейшим авторитетом в данной области является американский математик Д. Пойа; его книги «Как решить задачу», «Математика и правдоподобные рассуждения» и «Математическое открытие» являются классикой [200,201,202,203]. Подчеркнем важность рассмотрения понятия «задача» и остановимся на подходах к ее определению. В словарном определении задача рассматривается как: поставленная цель, которую стремятся достигнуть; 2)поручение, задание; 3)вопрос, требующий решения на основании определенных знаний и размышлений (математическая задача, шахматная задача, логическая задача, письменная задача) проблема; 4).один из методов обучения и проверки знаний и практических навыков учащихся, применяемый во всех типах общеобразовательных и специальных учебных заведений. Важно, что при таком подходе, задача выступает как цель, задание, вопрос, проблема, метод обучения и контроля. «Решение задач - вовсе не привилегия математическая. Все человеческое познание есть не что иное, как непрекращающийся процесс постановки и разрешения все новых и новых задач, проблем, трудностей. И само собой понятно, что лишь тот человек понимает научные формулы и положения, кто видит в них не просто фразы, которые ему принадлежит зазубрить, а, прежде всего, — с трудом найденные ответы на вполне определенные вопросы» [109].
Впервые понятие задачи было выдвинуто Вюрцбургской школой при экспериментальном исследовании мышления посредством методики предъявления задач (Н. Ах, К.Бюлер, О. Кюльпе и др.). В рамках этой школы мышление было описано как активный процесс, управляемый психологической установкой - состоянием субъекта, принявшего задачу, (Дж. Ватт) и детерминируемый тенденцией, исходящей из задачи и направляющей процесс ее решения (Н. Ах). При этом задача понимается как «превращение даваемых инструкций в самоинструкции» [4, 41]. Эта инструкция, по Дж. Ватту, функционирует в мышлении человека, определяя его изобретательность. Деятельность студентов по решению различных задач обладает рядом особенностей. Учебная деятельность — деятельность, направленная на приобретение теоретических знаний по определенному предмету и общих приемов решения связанных с ним задач [82].Учебная задача является основным структурным компонентом этой деятельности. «Ее цель - развитие ученика, подведение его к овладению обобщенными (основными) отношениями в рассматриваемой области, т.е. к усвоению и овладению новыми способами действий» [82]. Учебная задача формулируется для студентов в виде обобщен ного учебного задания и решается через систему учебных заданий, которые выполняются при решении конкретных предметных задач (в частности, математических). Причем учебные математические задачи являются «важнейшим средством формирования...системы основных математических знаний, умений и навыков, ведущей формой учебной деятельности в процессе изучения математики, средством их математического развития» [173]. «Математическая задача - это задача, сформулированная в математических терминах» [258]. У.У. Сойер отмечал, что отличительная черта математика - это дерзость ума, желание исследовать, проявление интереса к закономерностям [253]. Действительно, математические задачи характеризуются четкой определенностью поставленной цели, требуемого результата, что оказывает стимулирующее влияние на упорство, настойчивость в достижении цели. «Решение математической задачи, как правило, предполагает изобретение специального, ведущего к поставленной цели рассуждения, и, тем самым, становится - пусть весьма скромным — творческим актом [281]. Анализируя проблему использования задач в обучении, Ю.М. Колягин отмечает, что в учебном процессе «проблема постановки задач...не имеет удовлетворительного решения ни в содержательном, ни в методическом плане,. . .до сих пор характерны: стандартизация содержания и методов решения задач; стремление решить возможно большее количество задач в ущерб их обучаемому качеству; несовершенство методики обучения решению задач, проявляющееся в обучении по образу и подобию; в отсутствии целенаправленной работы преподавателя по формированию умения критически оценивать ход решения задачи и проверять полученный результат; несоответствие постановки задачи и их решений закономерностям развивающегося математического мышления, проявляющегося в отсутствии задач, решение которых подготовило бы обучаемых к деятельности творче ского характера» [128]. Можно констатировать, что ситуация описанная Ю.М. Колягиным два десятилетия назад, нисколько не изменилась.
Обучение сводится зачастую к «натаскиванию» в решении типовых задач. В результате, обучаемые выучив только некоторые алгоритмы решений, не имеют целостной системы математических знаний, обнаруживая порой поразительные пробелы в знаниях, с чем нередко приходится сталкиваться преподавателю математики в вузе. Ю.М. Колягин выдвинул концепцию задачи как особого взаимодействия человека с задачной ситуацией, под которой он понимает множество соответствующих математических объектов и отношений между ними. Г.И. Саранцев [229, 230, 231,232] рассматривает математические задачи и упражнения как многоаспектное явление обучения: носитель действий, способ организации учебно-познавательной деятельности, средство целенаправленного формирования понятий. П.М. Эрдниев считает математическое упражнение основным звеном процесса обучения математике. Отмечая характерный недостаток структуры некоторых задачников, состоящий в изолированности упражнений друг от друга, в их слабой информационной общности, в отсутствии их внутренней целостности, П.М. Эрдниев [299] вводит понятие укрупненной единицы усвоения. Он уделяет особое место обратным задачам, приемам обобщения и аналогии при обучении математики, а также приобщению обучаемых к самостоятельному составлению задач. Особую роль для развития творческих способностей учащихся играют нестандартные задачи - задачи, для решения которых у учащихся нет алгоритма. Д. Пойа справедливо отмечал: «Нестандартные задачи могут способствовать интеллектуальному развитию ученика, чего нельзя сказать о стандартных задачах» [203]. Понятие нестандартной задачи весьма условно: задача, нестандартная в глазах одного ученика, не будет таковой в глазах другого. Характеристика процесса решения задач довольно полно охвачена в работах Г.А. Балла, Л.Л. Гуровой, Е.Н. Кабановой-Меллер, З.И. Калмыковой,
Творческая активность студентов как центральный компонент гуманитарного потенциала и модель ее развития
Творческая активность инженера является одним из важнейших критериев профессиональной его подготовки. Для инженера творческая активность как интегративное качество личности является профессионально значимым качеством, т.е. таким, которое становится системообразующей характеристикой его профессионального облика. Профессор А. Хомяков, анализируя трудности нашей авиационной промышленности, считает, что «дефицит творческих идей в авиационной технике был связан с доминированием обучения конструированию по конкретным стандартам, пусть даже и хорошим, но образцам» и справедливо отмечает ограниченность «мышления в технике по аналогии» [280]. Подготовка творчески активного специалиста не самоцель: творческая инженерная активность специалиста, с одной стороны, является компонентом общей образованности, а с другой стороны - это компонент профессиональной готовности выпускника вуза [9]. Следует отметить, что для обеспечения формирования творческой инженерной активности студента, необходимо создание условий, благоприятствующей зарождению творческой мысли [25], поскольку качества, необходимые для творческой деятельности, не только даются от природы, но и приобретаются в результате образования и самообразования. Подлинно творческая деятельность студента возникает лишь в процессе самостоятельного поиска новых путей и способов решения задач. і Однако, действующие учебные планы подготовки специалистов технических вузов явных элементов обучения решению нестандартных творческих задач содержат недостаточно из-за ограниченности бюджета учебного вре мени. Данная проблема взаимосвязана с привитием будущим специалистам умений и навыков социально ориентированной творческой активности, ибо в резко изменившемся социуме, как никогда, «жизнь не спрашивает, что ты учил, но зато сурово спрашивает, что ты знаешь» [35].
А между тем развитие творческой активности и инициативы связано с целым рядом противоречий, выявленных В.И. Загвязинским, что делает процесс развития ТАС трудным и неоднозначным. Первое противоречие связано с мотивационным обеспечением учебной деятельности студента — между его ориентацией на будущую профессию или научную деятельность и ориентацией преподавателя на учебный предмет или на педагогическую деятельность. Второе противоречие — между стремлением к творчеству и невозможностью его осуществить без достаточной базы знания и опыта. Третье противоречие кроется в самой природе творческого процесса: с одной стороны, нужно дать студентам определенные образцы знаний, умений и навыков, нормы деятельности, правила, а с другой — учитывать, что творческая деятельность не поддается жесткой регламентации и алгоритмизации [94]. Творческая активность представляет собой комплекс: это и создание нового, оригинального практического или умственного продукта, а также и совокупность интеллектуальных, эмоциональных свойств личности, обеспечивающих ее включенность в этот процесс. Изучение математики, как отмечает В.Сарвэ, требует особых интеллектуальных навыков (дедуктивного рассуждения, склонности к анализу, ясности, точности формулировок) и эмоционально-волевой концентрации. Все ученые признают необходимость формировать у специалистов готовность к творческой активности, поскольку именно она служит катализатором нестандартных решений, как на всех направлениях, так и в себе самом.
Профессиональное своеобразие деятельности инженера заключается еще и в том, что полная алгоритмизация его деятельности практически не возможна, т.к. вся его деятельность носит принципиально созидательный характер, а это означает создание новых объектов. А это всегда выход на рубеж незнаемого, что невозможно без системы инженерных знаний. Методики формирования творческой активности студента, как показывает анализ научно-методической литературы, носят фоновый характер по отношению к основной дидактической системе формирования специалиста и могут быть условно связаны с естественнонаучными, общепрофессиональными и специальными дисциплинами, изучаемыми студентом в ее рамках. Математика, физика, химия - это три фундаментальных основания для формирования творческой инженерной активности будущего специалиста технического вуза. Поэтому основополагающей служит направленность образовательного процесса в вузе на развитие мотивов творческого овладения профессиональной деятельностью, воспитания личностного, индивидуального и взаимообусловленного отношения к изучаемому (Б.Г. Ананьев, Л.С. Выгодский, Н.Ф. Добрынин, И.Д. Левитов, С.Л. Рубинштейн, А.А. Кирсанов). Исследованиями по психологии творчества, обучению творческой личности, выявлению творческой одаренности занимались Дж. Гиммер, А. Кроли, Ф. Лезер, Х.Г. Мелорн, Я. Хлавса, Д.Шеллкросс и др., но проблемы творческой активности будущего инженера ими практически не рассматривались. В данном параграфе определим ключевые понятия: творчество, творческая деятельность, творческая ситуация, творческая задача, учебно-творческая задача, развитие, творческая личность, творческая активность, творческое самообразование, творческое самообучение, творческое мышление, креативность. Данные понятия трактуются нами на основе анализа работ В.Е. Алексеева, В.В. Алехина, В.И. Андреева, П.Н. Андрианова, В.И. Бело-зерцева, Н.А. Бердяева, Д.Б. Богоявленской, A.M. Василевской, Б.М. Кедрова, Т.В. Кудрявцева, С.А. Новоселова и др. Творчество - деятельность человека, преобразующая природный и социальный материал в соответствии с целями и потребностями человека и че ловечества на основе объективных законов действительности. С.А. Новоселов отмечает, что как созидательная деятельность, творчество характеризуется неповторимостью (по характеру осуществления и результату), оригинальностью и общественно-исторической (а не только индивидуальной) уникальностью созданного продукта [179]. Это деятельность, выходящая за рамки общепринятых стереотипов. С педагогической точки важным является не столько конечный результат
Организационно-педагогические условия применения гуманитарно ориентированных математических задач в процессе развития творческой активности студентов технического вуза
Высокоразвитое общество отличатся тем, что в нем создаются условия для наилучшего использования человеческого ресурса, его воспроизводства и обогащения с учетом интерес каждого человека, где высоко ценится труд и делается все для повышения его эффективности. Решение проблемы формирования творческой активности студентов в процессе решения гуманитарно ориентированных математических задач потребовало рассмотрения педагогических условий, при которых эта задача решалась бы наиболее эффективно. В нашем исследовании под педагогическими условиями, вслед за А.Я. Найном, мы понимаем совокупность объективных возможностей, содержания, форм, методов, педагогических приемов и материально-пространственной среды, направленных на решение поставленных в исследовании задач. В психолого-педагогических исследованиях можно выделить следующие условия развития творческой активности: проблемное содержание и дифференциация обучения (Аристова Л.П., Максимова В.Н., Махмутов М.И., Скаткин М.Н., Окунь В. И др.); содержательность знаний, их теоретическую насыщенность (Занков Л.В., Давыдов В.В., Менчинская Н.А., Эльконин Д.Б. и др.); вооружение студентов способами познавательной деятельности (Гальперин П.Я., Пономарев П.Я., Талызина Н.Ф. и др.); личностно-ориентированный подход в обучении (Щукина Г.И., Васильева З.И., Тряпицина А.П. и др.); системное обобщение знания (Кириллова Г.Д. и др.) [303]. Вышеназванные условия скорее являются общими педагогическими направлениями, способствующими активизации процесса обучения. Процесс развития творческой активности требует помимо выполнения вышеназванных условий, соблюдение некоторых специфических. Г.И. Па-тяко выделил следующие: преемственность (увеличение удельного веса творческих заданий); системность; целостность; межпредметная координация; опора на потребностно-мотивационную сферу личности; психолого-педагогическая подготовка учителей [212]. Ш.А. Амонашвили указывает на необходимость стимулирования и поощрение самих актов творчества со стороны другого человека [3].
Мы исходим из того, что основой творческого процесса является разрешение противоречий, поиск новых, оригинальных способов решения проблем и считаем, что для творческого решения ГОМЗ необходимо соблюдение условий: - профессиональная направленность; - проблемность; - овладение разными способами учения, умениями и навыками оформления продукта умственного труда; - педагогическая фасилитация; - достижение целей обучения на основе мотивации достижений и аффи-лиации. Профессиональная направленность процесса подготовки будущего инженера включает, на наш взгляд, устойчивый интерес, склонность к профессии, положительно-эмоциональное отношение к ней, мотивы профессиональной деятельности. Без профессиональной направленности невозможна качественная подготовка специалиста, причем профессиональная направленность этой подготовки означает, что технический вуз готовит не специалиста по отдельной специальности и не инженера вообще, а инженера данной специальности. Профессиональная направленность учебного процесса поможет студенту осознать: - полученные знания, умения и навыки, соотнести их со своей будущей профессией; - свои личные качества как субъекта этой деятельности [97]. Основными направлениями реализации профессиональной направленности обучения математики в техническом вузе являются: использования метода математического моделирования как метода обучения, разработка и решение гуманитарно ориентированных математических задач для конкретных специальностей, использование нетрадиционных форм обучения математике (например, лабораторная работа); применение компьютера в учебном процессе. Основными этапами построения профессионально направленного курса математики можно считать следующие: анализ традиционной подготовки по специальности (подготовительный этап); проектирование курса, разработка рабочей программы; реализация и коррекция курса.
Практика же показывает, что ориентировка на гуманитаризацию математики осуществляется главным образом стихийно. Преподаватели математических кафедр видят свою функцию, прежде всего в том, чтобы вооружить студентов «наукой». Научить же их гуманитарно ориентированному изложению этой «науки» -обязанность, как они полагают, других подразделений вуза. Укреплению таких взглядов способствует и известная перегруженность математических вузовских курсов, напряженность учебных планов, нехватка времени на организацию творческих работ студентов. Лекционные и практические занятия со студентами по математическим дисциплинам зачастую бедны по методической инструментовке, межпредметным связям, эмоционально-нравственным факторам, что отнюдь не способствует развитию гуманитарно ориентированного профессионального мышления будущего инженера. Проблемность
Принципиальное отличие проблемы от задачи, по нашему мнению, заключается в том, что проблема осознается студентом на основании явного несоответствия между ожидаемым предсказанием, складывающимся на базе жизненного опыта, и результатом наблюдения, анализа. Поиск студентом решения проблемы «вблизи известного» ученику не разрешает противоречия, а даже усугубляет его. А это приводит его к поиску нового способа действия. Вслед за Л. М. Фридманом, мы считаем, что в контексте проблемного обучения задачу можно рассматривать как знаковую модель проблемной ситуации, создаваемую субъектом. Способность учащихся к интеграции, структурированию и систематизации имеющихся знаний и умений для решения реальных жизненных задач мы считаем одним из критериев достижения высокого уровня творческого саморазвития личности. Деятельность человека осуществляется ради удовлетворения своих потребностей. Потребности органически связаны с целями деятельности. В процессе удовлетворения потребностей человек может столкнуться с ситуацией, когда он не имеет средств удовлетворения возникшей потребности и возникает противоречие между потребностями и средствами, способами, знаниями для их удовлетворения. Складывается проблемная ситуация, ядром которой является противоречие. Разрешение этого противоречия требует создания либо новых объектов, либо качественно новых способов действий. А создание нового есть основной признак творчества. Таким образом, творчество в данной ситуации выступает как деятельность, направленная на решение проблем, содержащихся в гуманитарно ориентированных задачах «Движущей силой творчества является противоречие, разрешение противоречий составляет содержание творчества, а удовлетворение потребностей — цель его» [292].Творческий процесс - это цепь логических операций, в которых одно звено закономерно следует за другим. Однако основой успеха разрешения противоречий является способность человека к изменению, преоб
Организация формирующего эксперимента и его результаты
При организации исследований мы исходили из того, что изучение творческой активности студентов является лишь частью всестороннего изучения личности с целью обеспечения личностного и профессионального становления, непосредственно связанного с повышением качества учебно-профессиональной деятельности и воспитанием студентов, являющегося, в свою очередь, областью педагогической диагностики. Объектом диагностики мы рассматривали личность студента, предметом диагностики - творческую активность как интегральный показатель гуманитарного развития. Цель этой части эксперимента — повысить уровень знаний и умений студентов первого курса в области математики, рассмотреть проблему уровня сформированности изучаемого явления и определить, что и как диагностировать для этой оценки.
При изучении ТАС, их способности к творческой деятельности важно учитывать, что ТАС не является прямым следствием индивидуальных качеств, а зависит от ситуации, условий деятельности и конкретной задачи, которую предстоит решать человеку. Мы столкнулись с проблемой отсутствия у студентов интереса к процессу познания, когда студенты не просто затруднялись решать предложенную задачу, а не хотели даже думать над ее решением. Поэтому целью нашего следующего этапа экспериментальной работы было стимулирование познавательного интереса, познавательного мотива у студентов, развитие их творческой активности в описанных в п. 2.2 условиях. С этой целью мы использовали ГОМЗ для повышения уровня сформированности ТАС в рассмотренных психолого-педагогических условиях. Применение ГОМЗ на этапе актуализации знаний выявило возможность использования уже имеющегося познавательного интереса к выполнению учебных действий через практическую направленность задачи, ее проблемносте необходимость исследования или доказательства, возможность само стоятельного конструирования задачи. В связи с этим на первом этапе были поставлены следующие задачи: изменить характер ценностно-смыслового отношения к процессу познания, направить его на осознание и осмысление учебного материала; стимулировать студентов к использованию возможностей изучаемых объектов для реализации своих интересов и способностей, развитие их творческой активности. Для решения задач этого этапа использовались предметно ориентированные, практико-ориентированные, поисково-ориентированные задачи и задачи с историко-научным содержанием (см. п. 1.2). Изучались возможности создания гуманитарно ориентированных ситуаций посредством рассмотрения различных способов решения одной и той же задачи, что демонстрирует неизменность выводов науки, подчеркивает красоту содержания учебного материала. Студенты учатся самостоятельно находить более рациональные решения задач, видят взаимосвязь всех частей учебного предмета. Анализ уровня творческой активности студентов на первой стадии эксперимента показал, что число студентов с низким уровнем в экспериментальной группе уменьшилось на 8,3 %, со средним увеличилось на 3,1%, а с высоким на 5,2%.
Проводя качественный анализ состояния сформированно-сти творческой активности студентов в процессе решения ГОМЗ, мы установили, что наметилась тенденция уменьшения студентов с низким уровнем, причем в контрольной группе динамика значительно скромнее. Результаты отражены в таблице 11: На проектировочно-формирующем этапе исследования особое внимание уделяется формированию интеллектуально-логических умений, интеллектуально-эвристических способностей, ценностных ориентации, созданию условий для профессионального самоопределения студентов, становления личностно-значимого отношения к изучаемой действительности, процессу познания. В связи с чем на втором этапе были поставлены задачи: развивать способности генерировать идеи, исследовать, осуществлять перенос знаний и умений в новые ситуации; способствовать осознанию и принятию студентами процесса познания как личностно-значимого; развивать способности осознавать значимость получаемого математического знания как перспективы профессионального самоопределения, дальнейшей самореализации. Особое внимание на данном этапе уделялось предметно-ориентированным, практико-ориентированным, поисково-ориентированным задачам (п. 1.2), которые стимулируют интерес к профессии, понимание ее социально-экономической значимости, поощряют инициативу, включают студентов в исследовательскую и экспериментальную деятельность, повышают возможность самореализации студентов и их личную активность. Обобщающая диагностика уровней развития ТАС после второго этапа имеет следующий характер. Число студентов с низким уровнем в экспериментальной группе уменьшилось на 8,6%, со средним на 1,2%, увеличилось, а с высоким достигло 40,2 %. Качественный анализ результатов экспериментальной группы показывает, что наметилась тенденция уменьшения студентов со средним уровнем и увеличения — с высоким, в отличие от контрольной, результаты которой значительно отличаются. тов в их приобретении, осмыслении, формированию устойчивой творческой активности, которая приобретает для него личностный смысл. Задачи данного этапа: способствовать появлению нравственно-оценочной опоры личности; создать условия для осмысленного решения ГОМЗ, становления у студентов ответственности за происходящее в окружающем мире. Для создания гуманитарно ориентированных ситуаций на данном этапе использовались эвристические задачи, задачи ТРИЗ, научно-поисковые задачи, рефлексивные задачи (п. 1.3). Особое внимание при решении такого типа задач уделяется сотрудничеству в обучении, что позволяет студентам осмыслить и усвоить учебный материал, дополнительную информацию, активировать познавательную, прикладную и творческую деятельность студентов; они могут генерировать новые идеи, предлагать свои пути поиска решения, причем несут ответственность за свои решения. Обобщающая диагностика уровней развития ТАС после третьего этапа имеет следующий характер. Число студентов с низким уровнем в экспериментальной группе уменьшилось на 5,4% со средним на 1,2%, увеличилось, а с высоким достигло 44,4 %. При качественном анализе уровней ТАС можно отметить, что наметилась тенденция увеличения числа студентов с высоким уровнем, что в экспериментальной группе значительно отличается от контрольной. Динамика отражена в таблице:
Похожие диссертации на Гуманитарно ориентированные математические задачи в процессе развития творческой активности студентов в техническом вузе
